JP2803965B2 - Correction method for zero error of torque sensor - Google Patents
Correction method for zero error of torque sensorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪式トルクセンサや
ひずみゲージ式トルクセンサなどのトルクセンサの零点
誤差の補正方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for correcting a zero point error of a torque sensor such as a magnetostrictive torque sensor or a strain gauge type torque sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば磁歪式のトルクセンサとして、
トルク検出軸の外周に磁気異方性部を形成し、この軸に
トルクが印加されたときの磁気異方性部の透磁率の変化
を、この磁気異方性部の近傍に設けられたコイルで検出
するようにしたものが知られている。この磁歪式のトル
クセンサでは、軸に磁気異方性部が形成されたセンサ部
や、コイルを励磁するための励磁回路や、コイルからの
信号を処理する検出回路などにおいて、周囲温度の変化
や経年変化などが生じると、トルク信号値における零点
誤差の発生の原因となる。2. Description of the Related Art For example, as a magnetostrictive torque sensor,
A magnetic anisotropic portion is formed on the outer periphery of the torque detecting shaft, and a change in the magnetic permeability of the magnetic anisotropic portion when a torque is applied to the shaft is detected by a coil provided near the magnetic anisotropic portion. Is known. In this magnetostrictive torque sensor, changes in the ambient temperature and the like occur in a sensor unit having a magnetically anisotropic part formed on the shaft, an excitation circuit for exciting the coil, and a detection circuit for processing signals from the coil. When a secular change or the like occurs, it causes a zero point error in the torque signal value.
【０００３】このため従来においては、この零点誤差を
補正するために、トルク検出軸にトルクが負荷されてい
ないときのトルク信号値すなわち零点信号値を求め、こ
の零点信号値が一定値以下となるように補正を行うなど
の手法が数多く提案されている。Therefore, conventionally, in order to correct this zero point error, a torque signal value when no torque is applied to the torque detecting shaft, that is, a zero point signal value is obtained, and the zero point signal value becomes equal to or less than a fixed value. Many methods have been proposed for performing such correction.
【０００４】一方、ねじ締め用インパルスツールや、ね
じ締め電動工具や、ナットランナや、ねじ締め機や、こ
れらの性能を検査するトルクテスタなどにおいては、そ
の作動トルクを実時間で計測するために、上述の磁歪式
トルクセンサなどを組み込むことが提案されている。On the other hand, in a screw tightening impulse tool, a screw tightening electric tool, a nut runner, a screw tightening machine, and a torque tester for inspecting the performance thereof, the operating torque is measured in real time. It has been proposed to incorporate the aforementioned magnetostrictive torque sensor.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、使用中にト
ルクセンサを落下させたり、衝撃を与えたりした場合に
は、その零点が大幅に変化する可能性があり、このよう
なときにも零点誤差の補正が必要である。しかし、零点
が大幅に変化した場合には、そのときに生じる大きなト
ルク信号値が、本当に上述の大幅な零点の変動にもとづ
くものなのか、あるいは単にトルク検出軸にトルクが負
荷されたことによるものなのかを区別できない。このた
め、零点変動の補正を適正に行えなくなるおそれがある
という問題点がある。However, if the torque sensor is dropped or subjected to an impact during use, its zero point may change significantly. Needs to be corrected. However, when the zero point changes significantly, the large torque signal value generated at that time is based on the large fluctuation of the zero point described above, or simply because the torque is applied to the torque detecting shaft. I can't tell what it is. For this reason, there is a problem that the zero point fluctuation may not be properly corrected.
【０００６】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、トルクセンサの零点が大幅に変化した場合に、その
ことを確実に検出したうえで零点補正を行えるようにす
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve such a problem and to make it possible to perform zero point correction after reliably detecting a significant change in the zero point of the torque sensor.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、一定周期ごとにトルクの計測を起動し、起動
後の一定時間ごとにトルク信号を計測して、計測された
所定数のトルク信号値の絶対値がすべて第一の設定値を
越えるとともに、その所定数のトルク信号値の最大値と
最小値との差が第二の設定値以下で、かつこれら所定数
のトルク信号値の絶対値が、すべて、前記第一の設定値
よりも大きな値の第三の設定値以下であるときに、これ
ら所定数のトルク信号値の平均値を新しい零点として設
定するものである。In order to achieve this object, the present invention activates torque measurement at regular intervals, measures torque signals at regular intervals after activation, and measures a predetermined number of measured torque signals. The absolute values of the torque signal values all exceed the first set value, and the difference between the maximum value and the minimum value of the predetermined number of torque signal values is less than or equal to the second set value, and the predetermined number of torque signal values Are all equal to or less than a third set value that is larger than the first set value, an average value of the predetermined number of torque signal values is set as a new zero point.
【０００８】[0008]
【作用】このようにすると、所定数のトルク信号値の絶
対値がすべて第一の設定値を越えるという大幅な零点変
動があった場合において、所定数のトルク信号値の最大
値と最小値との差が第二の設定値以下であるときにの
み、その平均値を新しい零点として設定することから、
トルク検出軸にトルクが負荷されて最大値が大きくなっ
たときのトルク信号値を用いて零点の計算の基礎とする
ことがなく、トルク信号値が安定した状態下での零点変
動にもとづくデータのみを用いて、正確にその零点の計
算が行われる。また計測された所定数のトルク信号値の
絶対値がすべて第三の設定値以下であるときにのみ、そ
の平均値を新しい零点として設定するようにしたため、
落下や衝撃により零点が非常に大きく変動した場合に
は、零点の補正が行われなくなり、しかもトルクセンサ
の異常を外部の計測器などに知らせることができる。複
数のトルク信号値を平均して零点を求めるので、トルク
信号に重畳するリップルの影響を受けにくくなり、この
点からも正確な零点が設定される。一定周期ごとに新し
い零点を求めて零点補正が行われるため、ヒステリシス
や周囲温度の変化などによる零点変動がキャンセルされ
る。In this manner, when there is a significant zero point change in which the absolute values of the predetermined number of torque signal values all exceed the first set value, the maximum value and the minimum value of the predetermined number of torque signal values are determined. Only when the difference is less than or equal to the second set value, the average value is set as a new zero,
There is no basis for calculating the zero point using the torque signal value when the maximum value is increased due to the torque being applied to the torque detection axis, and only the data based on the zero point fluctuation when the torque signal value is stable Is used to calculate the zero exactly. Also, only when the absolute values of the measured predetermined number of torque signal values are all equal to or less than the third set value, the average value is set as a new zero point,
If the zero point fluctuates significantly due to a drop or impact, the correction of the zero point is not performed, and the abnormality of the torque sensor can be notified to an external measuring instrument or the like. Since a zero point is obtained by averaging a plurality of torque signal values, the influence of ripples superimposed on the torque signal is less likely to be obtained, and an accurate zero point is set from this point. Since a new zero is obtained at regular intervals and the zero correction is performed, zero point fluctuation due to hysteresis, a change in ambient temperature, or the like is canceled.
【０００９】[0009]
【実施例】図２は、インパルスツール組み込み型のトル
クセンサのトルク信号値の波形を例示する。縦軸は信号
出力電圧、横軸は時間軸である。この図２の信号波形に
おいては、インパルス状のトルクが負荷されていない時
点のトルク信号値すなわち零点信号に、ヒステリシスな
どによる零点変動Ｈが発生している。ただし、図中の零
点変動Ｈは、理解の容易のために誇張して表示されてい
る。この場合に零点補正を行わないと、トルク測定値に
誤差が生じる。FIG. 2 illustrates a waveform of a torque signal value of a torque sensor incorporating an impulse tool. The vertical axis is the signal output voltage, and the horizontal axis is the time axis. In the signal waveform of FIG. 2, a zero point fluctuation H due to hysteresis or the like occurs in the torque signal value at the time when the impulse-shaped torque is not applied, that is, the zero point signal. However, the zero point fluctuation H in the figure is exaggerated for easy understanding. In this case, if the zero point correction is not performed, an error occurs in the torque measurement value.
【００１０】次に零点の補正方法について説明する。一
定の周期Ｔごとにトルク計測を起動し、このトルク計測
が起動されると、一定時間Ｔ０ごとにｎ回連続してトル
ク信号値Ｖtorque（ｔ）をサンプリング計測する。この
ときのトルク信号値をＶtorque（t1）、Ｖtorque
（t2）、…、Ｖtorque（ tn ）とする。Next, a method of correcting the zero point will be described. The torque measurement is started at a constant period T, and when the torque measurement is started, the torque signal value Vtorque (t) is sampled and measured continuously n times at a fixed time T0. The torque signal value at this time is Vtorque (t 1 ), Vtorque
(T 2 ),..., Vtorque (t n ).
【００１１】そして、各トルク信号値Ｖtorque（t1）、
Ｖtorque（t2）、……、Ｖtorque（tn ）の絶対値がそ
れぞれ一定値ａ以下であるときに、トルク信号値Ｖtorq
ue（ti ）、Ｖtorque（ ti+1 ）、…、Ｖtorque（ t
n-j+1 ）〔 i≧１、 j≧１〕の平均値を新しい零点とし
て設定する。トルク信号値は、トルクの印加方向によっ
てその正負が変化する。Then, each torque signal value Vtorque (t 1 ),
When the absolute values of Vtorque (t 2 ),..., Vtorque (t n ) are each equal to or smaller than a constant value a, the torque signal value Vtorq
ue (t i ), Vtorque (t i + 1 ), ..., Vtorque (t
n−j + 1 ) The average value of [i ≧ 1, j ≧ 1] is set as a new zero. The sign of the torque signal value changes depending on the direction in which the torque is applied.
【００１２】絶対値が一定値ａを越えたトルク信号値が
存在するときには、新たな零点の設定は行わない。かつ
上記において、 i＝１かつ j＝１と設定したときには、
サンプリングされたすべてのトルク信号値が平均値の演
算に用いられる。ところが、iを２以上に設定したとき
には、サンプリング計測された複数のトルク信号値のう
ち、最初の一部を除いて平均値が算出される。また jを
２以上に設定したときには、多数のトルク信号値のうち
の最後の一部を除いて平均値が算出される。結局、 iと
jとをともに２以上に設定することで、多数のトルク信
号値のうちの最初の一部と最後の一部とを除いた残りの
中間部分の複数のトルク信号値だけで新しい零点が算出
される。こうすることで、確実に絶対値の小さいデータ
のみを用いて、新たな零点が正確に求められる。When there is a torque signal value whose absolute value exceeds the fixed value a, no new zero point is set. And, in the above, when i = 1 and j = 1 are set,
All the sampled torque signal values are used to calculate the average value. However, when i is set to 2 or more, an average value is calculated excluding the first part of the plurality of sampled and measured torque signal values. When j is set to 2 or more, an average value is calculated except for the last part of a large number of torque signal values. After all, i
By setting j to be 2 or more, a new zero is calculated only from a plurality of torque signal values in the remaining middle part excluding the first part and the last part of many torque signal values. You. In this way, a new zero can be accurately obtained using only data having a small absolute value.
【００１３】図１に示すように、一定値ａより大きな値
の第一の設定値ｂ（すなわち通常ｂ≧ａ）を設定する。
また、図示のように、第二の設定値ｃと第三の設定値ｄ
（ｄ＞ｂ）とを設定する。As shown in FIG. 1, a first set value b (ie, usually b.gtoreq.a) larger than a fixed value a is set.
As shown in the figure, the second set value c and the third set value d
(D> b).
【００１４】使用中にトルクセンサを落下させたり、衝
撃を与えたりした場合において、その後にサンプリング
計測された各トルク信号値Ｖtorque（t1）、Ｖtorque
（t2）、……、Ｖtorque（ tn ）の絶対値がすべて第一
の設定値ｂを越えてしまうような大きな零点変動があっ
たときには、以下のようにして零点補正を行う。When the torque sensor is dropped or subjected to an impact during use, each torque signal value Vtorque (t 1 ), Vtorque, which is sampled and measured thereafter.
(T 2), ......, when there is an absolute value greater zero variation that exceeds the all first set value b of Vtorque (t n) performs a zero point correction in the following manner.
【００１５】まず、サンプリング計測された複数のトル
ク信号値の最大値と最小値との差が第二の設定値ｃ以下
であるかどうかを調べる。すなわち、 〔max.｛Ｖtorque（t1）、Ｖtorque（t2）、……、Ｖto
rque（ tn ）｝−min.｛Ｖtorque（t1）、Ｖtorque
（t2）、……、Ｖtorque（ tn ）｝〕≦ｃ であるかどうかを調べる。First, it is checked whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of sampled torque signal values is equal to or smaller than a second set value c. That is, [max. ｛Vtorque (t 1 ), Vtorque (t 2 ),..., Vto
rque (t n)} -. min {Vtorque (t 1), Vtorque
(T 2 ),..., Vtorque (t n )｝] ≦ c.
【００１６】そして、この不等式が成立し、かつ、各ト
ルク信号値Ｖtorque（t1）、Ｖtorque（t2）、……、Ｖ
torque（ tn ）の絶対値がすべて第三の設定値ｄ以下の
ときには、トルク信号値Ｖtorque（ ti ）、Ｖtorque
（ ti+1 ）、…、Ｖtorque（ t n-j+1 ）〔 i≧１、 j≧
１〕の平均値を新しい零点として設定する。Then, this inequality holds, and
Luk signal value Vtorque (t1), Vtorque (tTwo), ..., V
torque (tn) Are all less than or equal to the third set value d.
Sometimes, the torque signal value Vtorque (ti), Vtorque
(Ti + 1), ..., Vtorque (t n-j + 1) [I ≧ 1, j ≧
1) is set as a new zero.
【００１７】次に、具体例を説明する。ここで、周期Ｔ
＝20msec、サンプリングのための一定時間Ｔ０＝0.5 ms
ec、サンプル数ｎ＝９、 i＝３、 j＝３とする。また、
トルク印加時のトルク信号値の電圧が数V のレベルであ
るときに、一定値ａ＝100mV、第一の設定値ｂ＝150mV
、第二の設定値ｃ＝ 150mV、第三の設定値ｄ＝ 400mV
とする。Next, a specific example will be described. Here, the period T
= 20 msec, fixed time for sampling T0 = 0.5 ms
Let ec be the number of samples n = 9, i = 3, j = 3. Also,
When the voltage of the torque signal value at the time of applying the torque is a level of several V, the constant value a = 100 mV and the first set value b = 150 mV
, The second set value c = 150 mV, the third set value d = 400 mV
And
【００１８】このとき、一定周期20msecごとにトルクの
計測を起動し、起動後に、一定時間0.5 msecごとに９回
連続してトルク信号値Ｖtorque（ｔ）をサンプリング計
測する。そしてその結果を、Ａ／Ｄ変換するなどによっ
てメモリなどに記憶する。このときのトルク信号値をＶ
torque（t1）、Ｖtorque（t2）、…、Ｖtorque（t9）と
する。At this time, torque measurement is started every 20 msec in a predetermined cycle, and after the start, the torque signal value Vtorque (t) is sampled and measured 9 times every 0.5 msec for a certain period of time. Then, the result is stored in a memory or the like by A / D conversion or the like. The torque signal value at this time is V
torque (t 1 ), Vtorque (t 2 ), ..., Vtorque (t 9 ).
【００１９】これらトルク信号値の絶対値がすべて一定
値ａ＝100mV 以下であるなら、トルク信号値Ｖtorque
（t3）、Ｖtorque（t4）、…、Ｖtorque（t7）の５つの
データの平均値を算出し、それを新しい零点として、そ
の後のトルク信号値から印加トルクの大きさを求める。If the absolute values of these torque signal values are all equal to or less than a constant value a = 100 mV, the torque signal value Vtorque
The average value of the five data (t 3 ), V torque (t 4 ),..., V torque (t 7 ) is calculated, and the average value is set as a new zero point, and the magnitude of the applied torque is determined from the torque signal value thereafter.
【００２０】こうすることで、図１および図２に示すよ
うなヒステリシスなどによる零点変動Ｈの存在にもとづ
く零点のずれが補正され、次回の印加トルク値の計測が
正確に行われる。By doing so, the deviation of the zero point based on the existence of the zero point fluctuation H due to the hysteresis as shown in FIGS. 1 and 2 is corrected, and the next measurement of the applied torque value is performed accurately.
【００２１】使用中にトルクセンサを落下させたり、衝
撃を与えたりして、大きな零点変動が生じ、その後にサ
ンプリング計測した所定数のトルク信号値の絶対値がす
べて第一の設定値ｂを越えるという大幅な零点変動があ
った場合には、すなわち、トルク信号値Ｖtorque
（t1）、Ｖtorque（t2）、…、Ｖtorque（t9）の絶対値
がすべて150mV を越えた場合には、これらトルク信号値
Ｖtorque（t1）、Ｖtorque（t2）、…、Ｖtorque（t9）
の内の最大値と最小値との差を求める。When the torque sensor is dropped or subjected to an impact during use, large zero point fluctuation occurs, and thereafter, the absolute values of a predetermined number of torque signal values sampled and measured all exceed the first set value b. If there is a significant zero point fluctuation, that is, the torque signal value Vtorque
When the absolute values of (t 1 ), V torque (t 2 ), ..., V torque (t 9 ) all exceed 150 mV, these torque signal values V torque (t 1 ), V torque (t 2 ), ..., V torque (t 9)
The difference between the maximum value and the minimum value is calculated.
【００２２】この差が第二の設定値ｃ＝150mV 以下で、
かつ、これらトルク信号値Ｖtorque（t1）、Ｖtorque
（t2）、…、Ｖtorque（t9）の絶対値がすべて第三の設
定値ｄ＝ 400mV以下のときには、トルク信号値Ｖtorque
（t3）、Ｖtorque（t4）、…、Ｖtorque（t7）の平均値
を新しい零点として設定する。When this difference is equal to or less than the second set value c = 150 mV,
In addition, these torque signal values Vtorque (t 1 ), Vtorque
When the absolute values of (t 2 ),..., Vtorque (t 9 ) are all less than or equal to the third set value d = 400 mV, the torque signal value Vtorque
The average value of (t 3 ), Vtorque (t 4 ),..., Vtorque (t 7 ) is set as a new zero point.
【００２３】このように、サンプリング計測された所定
数のトルク信号値の最大値と最小値との差が第二の設定
値ｃ＝150mV 以下であるときにのみ、その平均値を新し
い零点として設定することから、トルク検出軸にトルク
が負荷されて最大値が大きくなったときのトルク信号値
を用いて零点の計算の基礎とすることがなく、トルク信
号値が安定した状態下での零点変動にもとづくデータの
みを用いて、正確にその零点を設定することができる。As described above, only when the difference between the maximum value and the minimum value of the predetermined number of torque signals sampled and measured is equal to or less than the second set value c = 150 mV, the average value is set as a new zero point. Therefore, it is not necessary to use the torque signal value when the torque is applied to the torque detection axis to increase the maximum value as the basis for calculating the zero point, and the zero point fluctuation when the torque signal value is stable The zero point can be accurately set using only the data based on the data.
【００２４】またサンプリング計測された所定数のトル
ク信号値の絶対値がすべて第三の設定値ｄ＝ 400mV以下
であるときにのみ、その平均値を新しい零点として設定
するようにしたため、落下や衝撃により零点が非常に大
きく変動した場合には、零点の補正が行われなくなり、
トルクセンサの異常を外部の計測器などに知らせること
ができる。Further, only when the absolute values of the predetermined number of torque signal values sampled and measured are equal to or less than the third set value d = 400 mV, the average value is set as a new zero point. If the zero point fluctuates very much, zero point correction will not be performed,
An abnormality of the torque sensor can be notified to an external measuring device or the like.
【００２５】また一定周期Ｔごとに新しい零点を求めて
零点補正を行うため、ヒステリシスや周囲温度の変化な
どによる零点変動Ｈを、確実にキャンセルすることがで
きる。Further, since a new zero point is obtained for each fixed period T and the zero point is corrected, the zero point fluctuation H due to a hysteresis or a change in the ambient temperature can be surely canceled.
【００２６】また、上述のように、多数のトルク信号値
のうちの最初の一部と最後の一部とを除いた残りの中間
部分の複数のトルク信号値だけで新しい零点を算出する
ことで、いっそう正確に新たな零点が求められる。Further, as described above, a new zero is calculated only from a plurality of torque signal values in the remaining intermediate portion excluding the first part and the last part of a large number of torque signal values. More precisely, a new zero is required.
【００２７】しかも、複数のトルク信号値を平均して零
点を求めるので、トルク信号に重畳しているリップルの
影響を受けにくくなり、零点を正確に求めることが可能
になる。Further, since the zero point is obtained by averaging a plurality of torque signal values, the influence of the ripple superimposed on the torque signal is reduced, and the zero point can be obtained accurately.
【００２８】図３は、磁歪式トルクセンサの回路構成の
一例を示す。ここで10はトルク検出軸で、その外周面に
は、軸心に対し傾斜した磁気異方性部12が一箇所だけ形
成されている。この磁気異方性部12の周囲には、コイル
14が配置されている。FIG. 3 shows an example of a circuit configuration of the magnetostrictive torque sensor. Here, reference numeral 10 denotes a torque detection shaft, and only one magnetic anisotropic portion 12 inclined with respect to the axis is formed on the outer peripheral surface thereof. Around this magnetic anisotropic part 12, a coil
14 are located.
【００２９】コイル14は、抵抗16と、図中において実線
で示されて、温度変化にともなう零点変動を粗調整する
ための感温抵抗18とを介して、このコイル14に交流電流
を供給するための発振回路20に接続されている。感温抵
抗18は、図中において破線で示すように、抵抗16とコイ
ル14との間に設置することもでき、あるいは、さらに他
の場所に設置することもできる。抵抗16は、コイル14の
インピーダンスにほぼ等しい抵抗値を有する。発振回路
20と感温抵抗18との間には、整流回路とローパスフィル
タとを有した励磁電圧検出回路22が並列に接続されてい
る。The coil 14 supplies an alternating current to the coil 14 via a resistor 16 and a temperature-sensitive resistor 18 shown by a solid line in the drawing and roughly adjusting a zero point fluctuation due to a temperature change. To the oscillation circuit 20 for The temperature-sensitive resistor 18 can be provided between the resistor 16 and the coil 14 as shown by a broken line in the drawing, or can be provided at another place. The resistor 16 has a resistance value substantially equal to the impedance of the coil 14. Oscillation circuit
An excitation voltage detection circuit 22 having a rectifier circuit and a low-pass filter is connected in parallel between the resistor 20 and the temperature-sensitive resistor 18.
【００３０】コイル14からの出力ラインは、整流回路と
ローパスフィルタとを備えたトルク検出回路24を構成し
ている。このトルク検出回路24の出力側と、励磁電圧検
出回路22の出力側とは、ともに差動増幅器26の入力側に
接続されている。差動増幅器26の出力側は、零点変動の
微調整用の差動増幅器28に接続されている。この差動増
幅器28には、前述のようにしてトルクゼロの状態である
と判断されたときにセンサ出力をゼロにするための零点
のデータが、定電圧発生回路30を並設したＤ／Ａ変換器
32を介して入力される。The output line from the coil 14 constitutes a torque detection circuit 24 having a rectifier circuit and a low-pass filter. The output side of the torque detection circuit 24 and the output side of the excitation voltage detection circuit 22 are both connected to the input side of the differential amplifier 26. The output side of the differential amplifier 26 is connected to a differential amplifier 28 for fine adjustment of zero point fluctuation. In the differential amplifier 28, zero point data for setting the sensor output to zero when it is determined that the torque is zero as described above is supplied to a D / A converter provided with a constant voltage generation circuit 30. vessel
Entered via 32.
【００３１】差動増幅器28の出力側は、増幅器34を介し
て、トルク検出軸10に印加されるトルクの方向を公知の
方法で検出する極性判定回路36と、ゲイン切換回路38と
に接続されている。ゲイン切換回路38は、極性判定回路
36の出力信号にもとづき、トルク検出軸10への印加トル
クの方向に対応してトルク検出信号のゲインを切換え可
能とされている。40はトルク信号ラインであり、前述の
トルク信号値が現れる。The output side of the differential amplifier 28 is connected via an amplifier 34 to a polarity determining circuit 36 for detecting the direction of the torque applied to the torque detecting shaft 10 by a known method, and a gain switching circuit 38. ing. The gain switching circuit 38 is a polarity determination circuit
Based on the output signal 36, the gain of the torque detection signal can be switched according to the direction of the torque applied to the torque detection shaft 10. Numeral 40 denotes a torque signal line, on which the aforementioned torque signal value appears.
【００３２】Ｄ／Ａ変換器32およびゲイン切換回路38に
は、演算制御回路42からの出力ラインが接続されてい
る。この演算制御回路42には、メモリ44が並設されると
ともに、データ入出力ライン46が接続されている。48は
温度センサで、その出力ラインは、Ａ／Ｄ変換器50を介
して演算制御回路42に接続されている。52はフィードバ
ックラインで、トルク信号ライン40からＡ／Ｄ変換器54
を介して演算制御回路42に接続されている。An output line from the arithmetic and control circuit 42 is connected to the D / A converter 32 and the gain switching circuit 38. The arithmetic control circuit 42 has a memory 44 arranged in parallel and a data input / output line 46 connected thereto. Reference numeral 48 denotes a temperature sensor whose output line is connected to the arithmetic and control circuit 42 via an A / D converter 50. Reference numeral 52 denotes a feedback line, which is connected to the A / D converter 54 from the torque signal line 40.
Is connected to the arithmetic and control circuit 42 via the.
【００３３】このような構成によれば、感温抵抗18の働
きによって、温度変動にともなう零点変動の粗調整が行
われる。トルク信号ライン40に現れるトルク信号値は、
フィードバックライン52を介して演算制御回路42に入力
され、演算処理される。According to such a configuration, by the action of the temperature-sensitive resistor 18, the coarse adjustment of the zero point fluctuation accompanying the temperature fluctuation is performed. The torque signal value appearing on the torque signal line 40 is
The data is input to the arithmetic control circuit 42 via the feedback line 52, and is subjected to arithmetic processing.
【００３４】そしてヒステリシスなどによる零点変動Ｈ
を補正するために、上述のように複数のトルク信号値の
絶対値がすべて一定値ａ以下であるときにその平均値か
ら零点のデータが求められ、その零点のデータがＤ／Ａ
変換器32を介して差動増幅器28に入力される。Then, zero point fluctuation H due to hysteresis or the like
As described above, when the absolute values of the plurality of torque signal values are all equal to or smaller than the fixed value a, zero-point data is obtained from the average value, and the zero-point data is calculated as D / A.
The signal is input to the differential amplifier 28 via the converter 32.
【００３５】使用中に上記のような大きな零点変動が生
じたときにも、上述のようにして求められた零点データ
がＤ／Ａ変換器32を介して差動増幅器28に入力され、そ
れによってそれ以後の零点補正が行われる。Even when the above-described large zero-point fluctuation occurs during use, the zero-point data obtained as described above is input to the differential amplifier 28 via the D / A converter 32. Subsequent zero point correction is performed.
【００３６】ゲイン切り換え回路38においては、演算制
御回路42からの信号にもとづいて、感度補正と、温度変
化にともなう感度変動の補正とが行われる。上述のよう
に、一定時間Ｔ０＝0.5 msecごとにたかだか10回程度の
サンプリングを行うだけであるにもかかわらず、零点変
動の補正のためのトルク計測の起動は、一定周期Ｔ＝20
msecごとという比較的長い周期ごとに行われる。その理
由は、演算処理回路42は、零点補正以外に、上述の温度
変化にともなう感度変動の補正などの多くの演算処理を
行わねばならず、その時間を確保するためである。In the gain switching circuit 38, sensitivity correction and sensitivity fluctuation correction due to temperature change are performed based on a signal from the arithmetic control circuit 42. As described above, the torque measurement for correcting the zero point fluctuation is started at a constant cycle T = 20, although the sampling is performed only at most about 10 times every fixed time T0 = 0.5 msec.
This is performed at a relatively long cycle of every msec. The reason for this is that the arithmetic processing circuit 42 must perform many arithmetic processes such as the above-described correction of the sensitivity fluctuation due to the temperature change, in addition to the zero point correction, and secures the time.
【００３７】図４は、デジタル補正方式の磁歪式トルク
センサの一例を示す。ここでは、差動増幅器26からの出
力ラインが、Ａ／Ｄ変換器56を介して演算制御回路42に
接続されている。また、トルク信号ライン40は、演算制
御回路42からＤ／Ａ変換器58を介して導き出されてい
る。FIG. 4 shows an example of a magnetostrictive torque sensor of the digital correction type. Here, the output line from the differential amplifier 26 is connected to the arithmetic and control circuit 42 via the A / D converter 56. The torque signal line 40 is derived from the arithmetic and control circuit 42 via a D / A converter 58.
【００３８】このデジタル補正方式のトルクセンサ１で
は、本発明にもとづく零点の補正動作や、その他のアナ
ログ方式のものと同様の各種の補正を、演算制御回路42
においてデジタル演算により行う。In the torque sensor 1 of the digital correction system, the arithmetic control circuit 42 performs a zero point correction operation based on the present invention and various corrections similar to those of the analog type.
Is performed by digital operation.
【００３９】なお、このようにデジタル演算にて補正を
行うものでは、図２に示すようなパルストルク信号を正
確に計測するためには、このトルク信号をＡ／Ｄ変換器
56によって高速に変換しなければならない。具体的に
は、たとえばサンプリング間隔0.02msec、サンプル数 1
00〜200 程度が要求される。In the above-described digital correction, in order to accurately measure a pulse torque signal as shown in FIG. 2, the torque signal is converted to an A / D converter.
56 must be converted at high speed. Specifically, for example, the sampling interval is 0.02 msec, the number of samples is 1
Approximately 00 to 200 is required.
【００４０】以上においては、本発明の方法を磁歪式ト
ルクセンサに適用した場合を具体例として説明したが、
ひずみゲージ式トルクセンサなどの他の方式のトルクセ
ンサにも、もちろん適用可能である。また本発明の技術
思想は、上述のトルクセンサ以外の、ロードセル、圧力
センサなどの各種センサにも適用できることは明らかで
ある。In the above, the case where the method of the present invention is applied to a magnetostrictive torque sensor has been described as a specific example.
Of course, the present invention can be applied to other types of torque sensors such as a strain gauge type torque sensor. It is clear that the technical idea of the present invention can be applied to various sensors other than the torque sensor described above, such as a load cell and a pressure sensor.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、所定
数のトルク信号値の絶対値がすべて第一の設定値を越え
るという大幅な零点変動があった場合において、これら
所定数のトルク信号値の最大値と最小値との差が第二の
設定値以下であるときにのみ、その平均値を新しい零点
として設定することから、トルク検出軸にトルクが負荷
されて最大値が大きくなったときのトルク信号値を用い
て零点の計算の基礎とすることがなく、トルク信号値が
安定した状態下での零点変動にもとづくデータのみを用
いて、正確にその零点補正を行うことができる。また計
測された所定数のトルク信号値の絶対値がすべて第三の
設定値以下であるときにのみ、その平均値を新しい零点
として設定するようにしたため、落下や衝撃により零点
が非常に大きく変動した場合には、零点の補正が行われ
なくなり、トルクセンサの異常を外部の計測器などに知
らせることができる。複数のトルク信号値を平均して零
点を求めるので、トルク信号に重畳するリップルの影響
を受けにくくなり、この点からも正確に零点補正を行う
ことができる。As described above, according to the present invention, when there is a significant zero-point change in which the absolute values of the predetermined number of torque signal values all exceed the first set value, the predetermined number of torque signal values Only when the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or less than the second set value, the average value is set as a new zero point, so that the torque is applied to the torque detection shaft and the maximum value increases. The zero point can be accurately corrected using only the data based on the zero point fluctuation in a state where the torque signal value is stable, without using the torque signal value at that time as a basis for calculating the zero point. Also, only when the absolute values of the measured number of torque signal values are all less than or equal to the third set value, the average value is set as a new zero point. In this case, the correction of the zero point is not performed, and the abnormality of the torque sensor can be notified to an external measuring instrument or the like. Since the zero point is obtained by averaging a plurality of torque signal values, the influence of the ripple superimposed on the torque signal is less likely to occur, and the zero point can be accurately corrected from this point.
【図１】トルクセンサの零点が大幅に変化したときのイ
ンパルス状のトルク信号波形を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an impulse-like torque signal waveform when a zero point of a torque sensor changes significantly.
【図２】図１に比べて時間軸を拡大して示す図てある。FIG. 2 is a diagram showing an enlarged time axis as compared with FIG.
【図３】本発明を適用した磁歪式トルクセンサの回路構
成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a magnetostrictive torque sensor to which the present invention is applied.
【図４】本発明を適用した磁歪式トルクセンサの回路構
成の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the circuit configuration of the magnetostrictive torque sensor to which the present invention is applied.
Ｔ 一定周期 Ｔ０ 一定時間 Ｖtorque（ｔ） トルク信号値 ｂ 第一の設定値 ｃ 第二の設定値 ｄ 第三の設定値 T constant cycle T0 constant time Vtorque (t) torque signal value b first set value c second set value d third set value
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01L 25/00 G01D 3/028 G01L 3/10──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01L 25/00 G01D 3/028 G01L 3/10
Claims (1)
起動後の一定時間ごとにトルク信号を計測して、計測さ
れた所定数のトルク信号値の絶対値がすべて第一の設定
値を越えるとともに、その所定数のトルク信号値の最大
値と最小値との差が第二の設定値以下で、かつこれら所
定数のトルク信号値の絶対値が、すべて、前記第一の設
定値よりも大きな値の第三の設定値以下であるときに、
これら所定数のトルク信号値の平均値を新しい零点とし
て設定することを特徴とするトルクセンサの零点誤差の
補正方法。1. A method for starting torque measurement at regular intervals,
A torque signal is measured at regular intervals after startup, and the absolute values of the measured predetermined number of torque signal values all exceed the first set value, and the maximum value and the minimum value of the predetermined number of torque signal values are measured. When the difference with the second set value or less, and the absolute value of these predetermined number of torque signal values are all less than or equal to the third set value of a value larger than the first set value,
A method of correcting a zero point error of a torque sensor, wherein an average value of the predetermined number of torque signal values is set as a new zero point.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106313A JP2803965B2 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Correction method for zero error of torque sensor |
| US08/222,652 US5483820A (en) | 1993-04-06 | 1994-04-01 | Method for zero correction in torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106313A JP2803965B2 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Correction method for zero error of torque sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317490A JPH06317490A (en) | 1994-11-15 |
| JP2803965B2 true JP2803965B2 (en) | 1998-09-24 |
Family
ID=14430500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5106313A Expired - Lifetime JP2803965B2 (en) | 1993-04-06 | 1993-05-07 | Correction method for zero error of torque sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803965B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170128158A (en) * | 2017-08-14 | 2017-11-22 | 네이버랩스 주식회사 | Method and apparatus for load sensor calibration of electric moving vehicle |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5106313A patent/JP2803965B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170128158A (en) * | 2017-08-14 | 2017-11-22 | 네이버랩스 주식회사 | Method and apparatus for load sensor calibration of electric moving vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06317490A (en) | 1994-11-15 |
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